内容正文:
高二年级物理学科练习
考生须知:
1.本练习满分100分,练习时长90分钟;
2.答题前,在答题卡指定区域填写学校、班级、姓名、考场号、座位号及准考证号;
3.所有答案必须写在答题卡上,写在试卷上无效;
4.练习结束后,只需上交答题卡。
第I卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量属于标量且其国际制单位表示正确的是( )
A. 位移(m) B. 电动势(V)
C. 功(W) D. 电场强度(N/C)
【答案】B
【解析】
【详解】A.位移是有大小和方向的矢量,故A错误;
B.电动势是只有大小没有方向的标量,其国际制单位为伏特(),单位表述正确,故B正确;
C.功是标量,但其国际制单位为焦耳(),是功率的单位,单位表述错误,故C错误;
D.电场强度是有大小和方向的矢量,故D错误。
故选B。
2. 2025年第十五届全运会田径女子200米比赛,浙江天才少女陈妤颉以23"02获得冠军。下列说法正确的是( )
A. 平均速度大约是8.69 m/s
B. 成绩23"02表示时刻
C. 研究陈妤颉转弯技术时可以将其看成质点
D. 整个过程中地面对她不做功
【答案】D
【解析】
【详解】A. 200米跑赛道包含弯道,运动员的位移大小小于200m,平均速度是位移与时间的比值,因此平均速度必然小于,A错误。
B. 成绩23''02对应的是跑完全程的时间长度,属于时间间隔,是过程量,不是时刻(时刻是时间轴上的一个点,对应某一瞬时),B错误。
C. 研究转弯技术时,需要关注运动员的肢体动作、身体姿态等细节,运动员的形状和大小不能忽略,因此不能将其看成质点,C错误。
D.跑步过程中,地面对运动员的作用力是静摩擦力,运动员的脚与地面接触时没有发生位移,根据功的定义,地面对人施加的力的作用点位移为0,因此整个过程中地面对她不做功,运动员的动能提升来自自身肌肉内力做功,D正确。
故选D。
3. 如图所示,A、B为某静电场中的两点。将一个负电荷由A点移到B点。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度比B点小
B. A点的电势高于B点电势
C. 从A点移到B点的过程中,静电力做负功
D. 负电荷在A点的电势能大于B点的电势能
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,A点的电场线较密,则A点的电场强度比B点大,故A错误;
B.根据沿电场线方向电势逐渐降低,由图可知,A点的电势低于B点电势,故B错误;
CD.由可知,负电荷在A点的电势能大于B点的电势能,将一个负电荷由A点移到B点,电势能减小,静电力做正功,故C错误,D正确。
故选D。
4. 靠墙静蹲,是养护膝关节、锻炼大腿股四头肌的经典静力训练动作。如图所示,一女孩背部挺直靠在竖直墙壁静止下蹲。下列说法正确的是( )
A. 女孩的重力一定通过脚底
B. 地面对女孩摩擦力水平向右
C. 墙壁对女孩摩擦力可以为零
D. 地面对女孩支持力大小一定等于重力
【答案】C
【解析】
【详解】A.重力的作用线是竖直向下的,女孩背部靠在墙上、重心在躯干位置,重力作用线经过脚底和墙之间某点,不会通过脚底,故A错误;
B.墙壁对女孩有水平向右的弹力,根据水平方向受力平衡,地面对女孩的静摩擦力方向水平向左,故B错误;
CD.女孩背部和竖直墙面接触,墙面给女孩的弹力是水平方向,竖直方向可得
当地面支持力等于重力时,女孩和墙面之间没有相对运动趋势,因此墙面和女孩之间的摩擦力为零,当地面支持力小于重力时,女孩相对墙面有向下的运动趋势,因此墙面对女孩有向上的摩擦力,故C正确,D错误。
故选C。
5. 电容式加速度传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器,具有结构简单、高分辨力等独特优点,主要应用于航天制导、汽车安全系统等领域,其核心部件是一个可变式平行板电容器。如图所示,极板M、N组成的平行板电容器,M板固定,N板可前后运动,通过电容器两板间的电压变化来确定汽车的加速度。当汽车向前加速时,极板M、N间的距离增大,若极板上的电荷量不变,则该电容器( )
A. 电容变大 B. 极板间电压变小
C. 极板间电场强度变小 D. 极板间的电场强度不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.极板M、N间的距离增大,根据可知,电容变小,故A错误;
B.若极板上的电荷量不变,根据可知,极板间电压变大,故B错误;
CD.根据、、,可得
即极板间的电场强度大小与极板间的距离无关,所以极板间的电场强度不变,故C错误,D正确。
故选D。
6. 如图所示图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中、分别为环地球、月球运行的近地点和近月点。为环月球运行的圆轨道,为环月球运行的椭圆轨道,下列说法中正确的是( )
A. 嫦娥三号在地球上发射速度大于第二宇宙速度
B. 嫦娥三号由点进入地月转移轨道时应适当加速
C. 在椭圆轨道上经过点时的机械能最大
D. 在、轨道运行中,嫦娥三号与月球连线在相等时间内扫过的面积相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.第二宇宙速度是逃逸地球引力束缚的速度,嫦娥三号还在地球引力范围内,所以嫦娥三号在地球上发射速度小于第二宇宙速度。故A错误;
B.嫦娥三号在点时应适当加速,做离心运动进入地月转移轨道。故B正确;
C.在椭圆轨道上运动时,只有引力做功,机械能守恒。故C错误;
D.开普勒第二定律只适合同一轨道,所以在、轨道运行中,嫦娥三号与月球连线在相等时间内扫过的面积不相等。故D错误。
故选B。
7. 图甲所示是滑雪大跳台赛道,模型如乙图所示,左边是倾角为的斜面平台,右边是圆心角的圆弧滑道,运动员从点以速度飞出,在空中完成各种动作后从点无碰撞滑入圆弧轨道,若忽略运动员及滑雪板运动过程中受到的一切阻力并将其看成质点,取,则下列说法正确的是( )
A. 到过程中机械能增加 B. 运动员在空中时间为
C. 、水平间距为 D. 运动员在点的速度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.A 点到 B点 只有重力做功,机械能守恒,机械能不变,故A错误;
B. A点速度方向与水平夹角, ,
根据
所以
A 点到 B点 只有重力做功,水平速度不变,
B点速度方向与水平夹角,
所以
所以运动员在空中时间为,故B错误;
C.根据,得,故C正确;
D.B点速度方向与水平夹角,,故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一长为、质量为的匀质木板静止在水平地面上,木板右侧与点相齐,点左侧光滑,右侧地面与木板间摩擦因数为,现用水平恒力拉动木板进入粗糙区,进入过程中摩擦力大小与进入长度成正比,下列说法正确的是( )
A. 木板做匀加速运动进入粗糙区
B. 木板先做匀加速后做匀减速直线运动
C. 木板一半进入粗糙区的时间是全部进入时间的一半
D. 木板全部进入时速度最大
【答案】C
【解析】
【详解】AB.匀加速、匀减速的核心是加速度恒定,但本题中拉力一定,摩擦力随进入长度变化,加速度一直改变,故AB错误;
CD.木板进入长度为,摩擦力
设木板进入长度为时,合力
当木板进入粗糙区一半长度时,摩擦力,代入合力公式得,此时速度最大。
可知位置为平衡位置,根据合力
其中偏离平衡位置的位移,可得木板做简谐运动。
设周期为,木板一半进入粗糙区的时间是,全部进入时间为,则木板一半进入粗糙区的时间是全部进入时间的一半,故C正确,D错误。
故选C。
9. 物块在水平地面上做直线运动的图像如下图所示,为直线,下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度为
B. 物块的加速度大小为
C. 物块的位移为
D. 物块运动时间为
【答案】C
【解析】
【详解】AB.根据题意,由运动学公式有
整理可得
结合图像可得,
解得
即物块的加速度大小为,故AB错误;
CD.由公式可得,物块运动时间为
则物块的位移为,故C正确,D错误。
故选C。
10. 如图甲所示,半径为且位置固定的细圆环上,均匀分布着总电荷量为的电荷,点为圆环的圆心,轴通过点且垂直于环面,点在轴上,它与点的距离为。轴上电势的分布图如图乙所示,现有一电量为,质量为的试探电荷从处静止释放。已知真空中点电荷产生的电场中某点的电势表达式为,为电荷到该点的距离。则( )
A. 沿正方向电场强度一直减小 B. 轴上点的电势为
C. 轴上点的电场强度为 D. 点电荷到达点时速度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.图像斜率的绝对值表示电场强度的大小,由图乙可知,沿正方向电场强度先增大后减小。故A错误;
B.将均匀带电圆环分成若干小线段,每个线段看成点电荷,则每个点电荷在x轴上P点的电势为
所有小线段的点电荷在x轴上P点的电势加起来为。故B错误;
C.设P点与圆环上某一点的连线与x轴的夹角为,则,
根据电场叠加可得圆环在轴上点的电场强度为,故C错误;
D.点电荷释放点的电势
释放点到P点,由动能定理得
解得点时速度为。故D正确。
故选D。
二、不定项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分,在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上答案符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
11. 下列关于生活中的静电现象说法正确的是( )
A. 甲图中,摩擦过的琥珀能够吸引羽毛是因为羽毛带电
B. 乙图中,蓖麻油中头发屑排列形状说明电场线真实存在
C. 丙图中,导线外包裹一层金属编织网是利用了静电屏蔽原理
D. 丁图中,煤气灶上的点火装置利用了尖端放电原理
【答案】CD
【解析】
【详解】A.摩擦后的琥珀带电,带电体可以吸引轻小不带电物体,羽毛可以不带电,故A错误;
B.电场线是人为假想出来描述电场的线,并不是真实存在的;蓖麻油里头发屑只是模拟电场分布,故B错误;
C.导线外包裹金属编织网,金属壳可以屏蔽外部电场,保护内部信号不受外界电场干扰,这是静电屏蔽原理,故C正确;
D.煤气灶点火装置,尖端积累电荷,产生尖端放电打出电火花,点燃燃气,利用尖端放电原理,故D正确。
故选CD。
12. 经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。此阻力的大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为。现有一根长为、横截面积为的金属直导线,单位体积内有个自由电子,电子电荷量为。在导线两端加上恒定的电压时,导线内的电流大小为,下列说法正确的是( )
A. 导线中自由电子定向移动的速率
B. 电阻率为
C. 导线中自由电子受到平均阻力大小为
D. 比例系数
【答案】AD
【解析】
【详解】A.取长度为的导线段,其中自由电子总数为,总电荷量为
设导线中自由电子定向移动的速率为,导线内的电流大小
其中
整理得定向移动速率,故A正确。
B.根据电阻定律得
根据欧姆定律得
联立可得,故B错误。
C.导线两端电场强度
电子定向移动达到稳定时,电场力与平均阻力平衡,可得,故C错误。
D.由题意平均阻力
其中
根据平衡条件得
可得
整理后可得,故D正确。
故选AD。
13. 如图所示,在场强大小为的匀强电场中,一根长为不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为、电荷量为的带负电小球,另一端固定在点,小球恰好静止在处,把小球拉到使细线水平的位置,然后由静止释放,以下说法正确的是( )
A. 小球在点时细线拉力为0 B. 小球重力与电场力的比值为
C. 运动过程中最大拉力为 D. 则小球运动到最低点时拉力为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球在点时受水平向左的拉力、水平向右的电场力和竖直向下的重力,水平方向受力平衡得,故A错误;
B.小球恰好静止在处,受力分析如图所示。
根据受力平衡、几何关系可得
所以小球重力与电场力的比值为,故B正确;
C.将重力与电场力的合力视为等效重力,则处为等效最低点,在此处速度最大,拉力最大。
从点到处,根据动能定理可得
在处,合力充当向心力得
联立得,故C错误;
D.从点到最低点,根据动能定理可得
在最低点,拉力和重力的合力充当向心力得
联立得,故D正确。
故选BD。
第II卷(非选择题 共58分)
14. 在“探究求合力的方法”实验中。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图1中弹簧测力计B的示数为___________N。
(2)下列不必要的实验要求是___________。
A. 细绳套长度适当
B. 弹簧测力计应在使用前校零
C. 拉线方向应与木板平面平行
D. 改变拉力,进行多次实验,每次实验都要使结点O在同一位置
(3)利用如图2所示的装置完成“探究小车速度随时间的变化规律”和“探究加速度与力、质量的关系”实验时,操作相同的是___________。
A. 先释放小车,后接通电源
B. 拉小车的细线应与长木板保持平行
C. 选取计数点时,必须从纸带上第一个点开始
D. 长木板的一端必须垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动
(4)小何同学做某个实验时,使用频率为50Hz的打点计时器,在小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带如图3所示,1、2、4、5为四个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点没标出来,但第3个计数点没有画出。由纸带数据计算可得,小车的加速度大小为___________,打下第3计数点时的速度为___________(结果均保留2位有效数字)。
【答案】(1)1.70##1.69##1.71 (2)D (3)B
(4) ①. 0.74 ②. 0.47
【解析】
【小问1详解】
由图1可知,弹簧测力计的最小刻度为,则弹簧测力计B的示数为。
【小问2详解】
A.标记同一条细绳的方向时两标记点要适当远一些,这样画出的拉力方向较为准确,故A正确;
B.弹簧测力计是测出力的大小,要准确,需要在测量之前校零,故B正确;
C.拉线方向必须与木板平面平行,这样才确保力的大小准确性,故C正确;
D.改变拉力,进行多次实验,不同实验时,点不需要在同一位置,故D错误。
本题选不必要的,故选D。
【小问3详解】
A.实验时,需要先接通电源,再释放小车,故A错误;
B.两个实验均需要保证小车运动过程中小车所受合力不变,则拉小车的细线应与长木板保持平行,故B正确;
C.选择计数点时,取看的清楚的点,不一定从纸带上第一点开始,故C错误;
D.“探究小车速度随时间的变化规律”实验不需要平衡摩擦力,则不需要长木板的一端垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动,故D错误。
故选B。
【小问4详解】
[1]使用频率为50Hz的打点计时器,每相邻两个计数点之间还有4个点没标出来,则相邻计数点间时间间隔为
由逐差法有
解得
[2]由匀变速直线运动推论有
则有
则打下第3计数点时的速度为
15. 某同学设计实验测量某一线状材料的电阻率,回答下列问题。
(1)先用多用电表的欧姆挡位粗略测量该材料电阻,把选择开关打到“×100”挡,进行欧姆调零时,发现指针偏转角度过大,则该同学应将选择开关置于 ___________(选填“×10”或“×1K”)挡,经正确操作后,测量结果如图1所示,则欧姆表读数为 ___________;测量材料直径时,螺旋测微器示数如图2所示,读数为 ___________mm;
(2)为更精确地测量电阻,该同学从实验室中找到如下实验器材:
A.电压表V(量程0~3 V,电阻约2 k)
B.电流表(量程0~10 mA,电阻为20)
C.电流表(量程0~0.6 A,电阻为1.25)
D.滑动变阻器R(0~5 ,额定电流2 A)
E.电源(3 V,内阻约为10)
F.定值电阻=20,=40
G.开关一只,导线若干
①为更加准确地测量出电阻,需要测量尽可能多的数据,该同学设计了部分测量电路图,请在虚线框中完成电路图 ___________,其中电流表选择 ___________ (填写或者);定值电阻R选择___________(填写或者);
②连接电路,导线端点p应该连接 ___________ (填“a”或者“b”)
③若电压表的示数为U=2.50 V,电流表的示数为7.5 mA,则所测电阻=___________ (保留3位有效数字)。
【答案】(1) ①. ×10 ②. 140 ③. 5.544##5.545##5.546
(2) ①. ②. ③. ④. b ⑤.
【解析】
【小问1详解】
[1]]欧姆表指针偏转角度过大,说明被测电阻阻值小,当前挡位倍率太大,需换用更小的“”挡位,换挡后要重新进行欧姆调零。
[2]图1欧姆挡刻度指向,乘以倍率,得到读数为。
[3]螺旋测微器最小分度值固定刻度读数为,转动刻度读数为,总读数为。
【小问2详解】
①[1][2][3]电源电动势为,待测电阻约,电路最大电流约为
若选量程的,量程过大、测量精度低,因此选量程的与定值电阻并联进行改装,根据并联电路特点可得若选,改装后总电流为,改装后量程为,量程适配电路需求。
因此虚线框中电路图如图所示
电流表选择,定值电阻选。
②[4]因为电压表电阻约,改装后电流表电阻,因此端点接;
③[5]根据,改装后通过测量电阻的电流是电流表电流的2倍,可得测量电阻阻值
若电压表的示数为,电流表的示数为,解得测量电阻阻值。
16. 某建筑工地使用电机驱动打夯机进行地基夯实作业,打夯机夯头质量m=500 kg,电机将夯头从距离地面高度=0.2 m处,由静止以a=2 m/匀加速向上提升t=2 s后电机断电,夯头仅受重力做竖直运动,撞击地面砸深0.25 m后夯头立刻停止运动(不反弹),不计空气阻力。求
(1)夯头向上匀加速过程中绳索的拉力的大小;
(2)从电机断电到夯头刚接触地面的时间;
(3)地面对重物的平均阻力的大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
夯头向上匀加速过程根据牛顿第二定律得
解得绳索拉力的大小
【小问2详解】
匀加速阶段末速度
匀加速上升高度
断电时夯头离地高度
竖直上抛过程取向下为正方向,位移方程
解得,另一个解舍弃。
断电到夯头刚接触地面的时间为。
【小问3详解】
设地面对夯头平均阻力, 砸入深度,对全过程用动能定理
解得地面对重物的平均阻力的大小
17. 如图所示,某快递站通过传送带和滑板将货物(可视为质点)从高处运送至地面上某处,已知固定于地面倾角、长度的传送带以的速度顺时针匀速转动,使质量为的货物由上端无初速度释放。地面上紧靠传送带放置一质量也为的滑板,滑板上表面与传送带末端平滑连接。货物与传送带间的动摩擦因数为,货物与滑板间的动摩擦因数为,滑板与地面间的动摩擦因数。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,,)求:
(1)货物开始运动时加速度大小;
(2)货物到达传送带末端时的速度大小;
(3)为使货物恰不能从滑板上掉下去,滑板长度至少为多少?
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据题意对货物开始运动时进行受力分析,由牛顿第二定律有
解得货物开始运动时的加速度大小为
【小问2详解】
根据题意,由运动学公式可知,货物加速到与传送带共速的时间为
货物下滑的距离为
共速后,由于
故货物继续加速下滑,由牛顿第二定律有
解得之后货物下滑的加速度大小为
由运动学公式有
解得货物到达传送带末端时的速度大小为
【小问3详解】
货物以6m/s的速度滑上滑板后,货物做匀减速运动,滑板做匀加速运动,速度相等时一起以相同加速度做匀减速运动,不再发生相对滑动。对货物进行受力分析,由牛顿第二定律有
解得
同理对滑板进行受力分析,由牛顿第二定律有
解得
设经过时间二者速度相等,则根据运动学公式有
解得
二者运动的位移分别为,
所以滑板长度至少为
18. 如图所示,电子枪连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电压为的加速电场加速后,沿两个距离为的水平金属板、间的中心线射入偏转电场。、两板间加如图乙所示的电场,电压变化为正弦曲线,电压变化周期为,电压大小如图所示。已知电子质量为、电荷量为,、板长为,所有电子都能离开偏转电场,不计电子的重力及电子间的相互作用力,电子在偏转电场中的运动时间极短。求:
(1)进入偏转电场时电子的速度大小;
(2)在时刻射入偏转电场的电子出射时的侧移量
(3)若,在足够长的时间内,能够离开偏转电场的电子数占电子总数的比例。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
电子在加速电场中,由动能定理有
解得
【小问2详解】
由图可知,时,
水平方向匀速运动,则有
沿电场方向有,
电子离开电场时
【小问3详解】
设电压为时,电子恰好可以离开偏转电场。水平方向匀速运动有
沿电场方向有,
解得
结合正弦图像,可知比例
19. 如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道,圆心为的竖直圆弧轨道、与竖直半圆管道,水平直轨道等组成,在末端竖直固定一弹性挡板,小球与挡板碰撞后以等大速率弹回。轨道各部分平滑连接,圆弧对应的圆心角,点位置可根据弹射器中弹性势能而变化,以保证小球每次都能无碰撞进入轨道。已知小球(可视为质点)质量,轨道半径为,管道半径,小球与水平轨道间的动摩擦因数,其余各部分轨道均光滑,轨道的长度,弹射器中弹簧的弹性势能完全转化为小球动能,不计小球大小。
(1)若弹簧的弹性势能,求小球运动到时的速度的大小;
(2)若小球在运动过程中不脱离轨道,且能到达点,求小球第一次到达点时对管道的最小压力;
(3)若小球在运动过程中不脱离轨道且最终静止在水平轨道区域内,求弹簧的弹性势能的范围。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
弹射器中弹簧的弹性势能完全转化为小球动能,则有
在点,由几何关系有
联立解得
【小问2详解】
不脱离轨道,到达最高点点,要求在点时不能脱离轨道,到点速度大于零,相结合可知,,
解得,
所以,过了D点,一定可以到E点,E点的最小速度就是1m/s。又有
解得
由牛顿第三定律可知,最小压力为0。
【小问3详解】
恰好够通过D点,弹性势能最小,有
又有,,
解得
通过E点后被挡板弹回后到达E点速度为零时弹性势能最大,则有
解得
弹簧的弹性势能的范围。
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高二年级物理学科练习
考生须知:
1.本练习满分100分,练习时长90分钟;
2.答题前,在答题卡指定区域填写学校、班级、姓名、考场号、座位号及准考证号;
3.所有答案必须写在答题卡上,写在试卷上无效;
4.练习结束后,只需上交答题卡。
第I卷(选择题 共42分)
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。每小题列出的四个选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物理量属于标量且其国际制单位表示正确的是( )
A. 位移(m) B. 电动势(V)
C. 功(W) D. 电场强度(N/C)
2. 2025年第十五届全运会田径女子200米比赛,浙江天才少女陈妤颉以23"02获得冠军。下列说法正确的是( )
A. 平均速度大约是8.69 m/s
B. 成绩23"02表示时刻
C. 研究陈妤颉转弯技术时可以将其看成质点
D. 整个过程中地面对她不做功
3. 如图所示,A、B为某静电场中的两点。将一个负电荷由A点移到B点。下列说法正确的是( )
A. A点的电场强度比B点小
B. A点的电势高于B点电势
C. 从A点移到B点的过程中,静电力做负功
D. 负电荷在A点的电势能大于B点的电势能
4. 靠墙静蹲,是养护膝关节、锻炼大腿股四头肌的经典静力训练动作。如图所示,一女孩背部挺直靠在竖直墙壁静止下蹲。下列说法正确的是( )
A. 女孩的重力一定通过脚底
B. 地面对女孩摩擦力水平向右
C. 墙壁对女孩摩擦力可以为零
D. 地面对女孩支持力大小一定等于重力
5. 电容式加速度传感器是将被测非电量的变化转换为电容量变化的一种传感器,具有结构简单、高分辨力等独特优点,主要应用于航天制导、汽车安全系统等领域,其核心部件是一个可变式平行板电容器。如图所示,极板M、N组成的平行板电容器,M板固定,N板可前后运动,通过电容器两板间的电压变化来确定汽车的加速度。当汽车向前加速时,极板M、N间的距离增大,若极板上的电荷量不变,则该电容器( )
A. 电容变大 B. 极板间电压变小
C. 极板间电场强度变小 D. 极板间的电场强度不变
6. 如图所示图为嫦娥三号登月轨迹示意图。图中、分别为环地球、月球运行的近地点和近月点。为环月球运行的圆轨道,为环月球运行的椭圆轨道,下列说法中正确的是( )
A. 嫦娥三号在地球上发射速度大于第二宇宙速度
B. 嫦娥三号由点进入地月转移轨道时应适当加速
C. 在椭圆轨道上经过点时的机械能最大
D. 在、轨道运行中,嫦娥三号与月球连线在相等时间内扫过的面积相等
7. 图甲所示是滑雪大跳台赛道,模型如乙图所示,左边是倾角为的斜面平台,右边是圆心角的圆弧滑道,运动员从点以速度飞出,在空中完成各种动作后从点无碰撞滑入圆弧轨道,若忽略运动员及滑雪板运动过程中受到的一切阻力并将其看成质点,取,则下列说法正确的是( )
A. 到过程中机械能增加 B. 运动员在空中时间为
C. 、水平间距为 D. 运动员在点的速度为
8. 如图所示,一长为、质量为的匀质木板静止在水平地面上,木板右侧与点相齐,点左侧光滑,右侧地面与木板间摩擦因数为,现用水平恒力拉动木板进入粗糙区,进入过程中摩擦力大小与进入长度成正比,下列说法正确的是( )
A. 木板做匀加速运动进入粗糙区
B. 木板先做匀加速后做匀减速直线运动
C. 木板一半进入粗糙区的时间是全部进入时间的一半
D. 木板全部进入时速度最大
9. 物块在水平地面上做直线运动的图像如下图所示,为直线,下列说法正确的是( )
A. 物块的初速度为
B. 物块的加速度大小为
C. 物块的位移为
D. 物块运动时间为
10. 如图甲所示,半径为且位置固定的细圆环上,均匀分布着总电荷量为的电荷,点为圆环的圆心,轴通过点且垂直于环面,点在轴上,它与点的距离为。轴上电势的分布图如图乙所示,现有一电量为,质量为的试探电荷从处静止释放。已知真空中点电荷产生的电场中某点的电势表达式为,为电荷到该点的距离。则( )
A. 沿正方向电场强度一直减小 B. 轴上点的电势为
C. 轴上点的电场强度为 D. 点电荷到达点时速度为
二、不定项选择题(本题共3小题,每小题4分,共12分,在每小题给出的四个选项中,有一个或一个以上答案符合题意,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)
11. 下列关于生活中的静电现象说法正确的是( )
A. 甲图中,摩擦过的琥珀能够吸引羽毛是因为羽毛带电
B. 乙图中,蓖麻油中头发屑排列形状说明电场线真实存在
C. 丙图中,导线外包裹一层金属编织网是利用了静电屏蔽原理
D. 丁图中,煤气灶上的点火装置利用了尖端放电原理
12. 经典物理学认为,金属的电阻源于定向运动的自由电子与金属离子(即金属原子失去电子后的剩余部分)的碰撞,该碰撞过程将对电子的定向移动形成一定的阻碍作用,该作用可等效为施加在电子上的一个沿导线的平均阻力。此阻力的大小与电子定向移动的速率成正比,比例系数为。现有一根长为、横截面积为的金属直导线,单位体积内有个自由电子,电子电荷量为。在导线两端加上恒定的电压时,导线内的电流大小为,下列说法正确的是( )
A. 导线中自由电子定向移动的速率
B. 电阻率为
C. 导线中自由电子受到平均阻力大小为
D. 比例系数
13. 如图所示,在场强大小为的匀强电场中,一根长为不可伸长的绝缘细线一端拴一个质量为、电荷量为的带负电小球,另一端固定在点,小球恰好静止在处,把小球拉到使细线水平的位置,然后由静止释放,以下说法正确的是( )
A. 小球在点时细线拉力为0 B. 小球重力与电场力的比值为
C. 运动过程中最大拉力为 D. 则小球运动到最低点时拉力为
第II卷(非选择题 共58分)
14. 在“探究求合力的方法”实验中。
(1)本实验用的弹簧测力计示数的单位为N,图1中弹簧测力计B的示数为___________N。
(2)下列不必要的实验要求是___________。
A. 细绳套长度适当
B. 弹簧测力计应在使用前校零
C. 拉线方向应与木板平面平行
D. 改变拉力,进行多次实验,每次实验都要使结点O在同一位置
(3)利用如图2所示的装置完成“探究小车速度随时间的变化规律”和“探究加速度与力、质量的关系”实验时,操作相同的是___________。
A. 先释放小车,后接通电源
B. 拉小车的细线应与长木板保持平行
C. 选取计数点时,必须从纸带上第一个点开始
D. 长木板的一端必须垫高,使小车在不挂重物时能在木板上做匀速运动
(4)小何同学做某个实验时,使用频率为50Hz的打点计时器,在小车做匀加速直线运动时打出的一条纸带如图3所示,1、2、4、5为四个计数点,每相邻两个计数点之间还有4个点没标出来,但第3个计数点没有画出。由纸带数据计算可得,小车的加速度大小为___________,打下第3计数点时的速度为___________(结果均保留2位有效数字)。
15. 某同学设计实验测量某一线状材料的电阻率,回答下列问题。
(1)先用多用电表的欧姆挡位粗略测量该材料电阻,把选择开关打到“×100”挡,进行欧姆调零时,发现指针偏转角度过大,则该同学应将选择开关置于 ___________(选填“×10”或“×1K”)挡,经正确操作后,测量结果如图1所示,则欧姆表读数为 ___________;测量材料直径时,螺旋测微器示数如图2所示,读数为 ___________mm;
(2)为更精确地测量电阻,该同学从实验室中找到如下实验器材:
A.电压表V(量程0~3 V,电阻约2 k)
B.电流表(量程0~10 mA,电阻为20)
C.电流表(量程0~0.6 A,电阻为1.25)
D.滑动变阻器R(0~5 ,额定电流2 A)
E.电源(3 V,内阻约为10)
F.定值电阻=20,=40
G.开关一只,导线若干
①为更加准确地测量出电阻,需要测量尽可能多的数据,该同学设计了部分测量电路图,请在虚线框中完成电路图 ___________,其中电流表选择 ___________ (填写或者);定值电阻R选择___________(填写或者);
②连接电路,导线端点p应该连接 ___________ (填“a”或者“b”)
③若电压表的示数为U=2.50 V,电流表的示数为7.5 mA,则所测电阻=___________ (保留3位有效数字)。
16. 某建筑工地使用电机驱动打夯机进行地基夯实作业,打夯机夯头质量m=500 kg,电机将夯头从距离地面高度=0.2 m处,由静止以a=2 m/匀加速向上提升t=2 s后电机断电,夯头仅受重力做竖直运动,撞击地面砸深0.25 m后夯头立刻停止运动(不反弹),不计空气阻力。求
(1)夯头向上匀加速过程中绳索的拉力的大小;
(2)从电机断电到夯头刚接触地面的时间;
(3)地面对重物的平均阻力的大小。
17. 如图所示,某快递站通过传送带和滑板将货物(可视为质点)从高处运送至地面上某处,已知固定于地面倾角、长度的传送带以的速度顺时针匀速转动,使质量为的货物由上端无初速度释放。地面上紧靠传送带放置一质量也为的滑板,滑板上表面与传送带末端平滑连接。货物与传送带间的动摩擦因数为,货物与滑板间的动摩擦因数为,滑板与地面间的动摩擦因数。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,,)求:
(1)货物开始运动时加速度大小;
(2)货物到达传送带末端时的速度大小;
(3)为使货物恰不能从滑板上掉下去,滑板长度至少为多少?
18. 如图所示,电子枪连续不断均匀地发出电子(设电子的初速度为零),经加速电压为的加速电场加速后,沿两个距离为的水平金属板、间的中心线射入偏转电场。、两板间加如图乙所示的电场,电压变化为正弦曲线,电压变化周期为,电压大小如图所示。已知电子质量为、电荷量为,、板长为,所有电子都能离开偏转电场,不计电子的重力及电子间的相互作用力,电子在偏转电场中的运动时间极短。求:
(1)进入偏转电场时电子的速度大小;
(2)在时刻射入偏转电场的电子出射时的侧移量
(3)若,在足够长的时间内,能够离开偏转电场的电子数占电子总数的比例。
19. 如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道,圆心为的竖直圆弧轨道、与竖直半圆管道,水平直轨道等组成,在末端竖直固定一弹性挡板,小球与挡板碰撞后以等大速率弹回。轨道各部分平滑连接,圆弧对应的圆心角,点位置可根据弹射器中弹性势能而变化,以保证小球每次都能无碰撞进入轨道。已知小球(可视为质点)质量,轨道半径为,管道半径,小球与水平轨道间的动摩擦因数,其余各部分轨道均光滑,轨道的长度,弹射器中弹簧的弹性势能完全转化为小球动能,不计小球大小。
(1)若弹簧的弹性势能,求小球运动到时的速度的大小;
(2)若小球在运动过程中不脱离轨道,且能到达点,求小球第一次到达点时对管道的最小压力;
(3)若小球在运动过程中不脱离轨道且最终静止在水平轨道区域内,求弹簧的弹性势能的范围。
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